본 연구에서는 보링공을 이용한 원위치 조사에서 가능한 한 정확한 수질을 얻기 위해 교란을 억제하는 과정에서의 문제점을 도출하고 그러한 영향 하에서도 평가할 수 있는 수질항목을 밝혀내기 위한 검토를 수행하였다.

                                      [그림 1] 굴삭수 등에 의한 지하수 수질의 교란

굴삭수 등에 추적자로 주입한 형광염료 농도가 수% 이하로 저하될 때 칼륨이온 이외의 주요 용존이온은 YDP-1보링공의 해당구간의 수질에 가까운 농도가 되었다. 또한 pH는 거의 모든 측정구간에서 YDP-1보링공의 해당구간보다도 높은 값을 나타내고, 그 원인은 시멘트의 영향이라고 생각되었다.

 

수소산소 동위체비, 트리튬(tritium) 및 용존 헬륨은 예비 배수로부터 굴삭수 등의 영향을 제거할 수 있었다. 또한 시멘트 영향이 없다고 생각하였다. 한편, 탄소 동위체는 굴삭수 등에 포함된 시멘트에 의한 것으로 보이는 이상치를 나타내었다.

 

                                  [그림 2] YDP-2굴삭공의 케이싱 프로그램과 다공 상황

세정수, 굴삭수의 혼합률이 충분히 낮아질 때까지 예비배수를 수행한 구간(1), 구간(7)은 칼륨(K)과 pH를 제외하고 원래와 가까운 수질을 얻을 수 있었다. 칼륨은 굴삭수에 이용된 KCl 폴리머에서 유래된 것으로 생각된다.

 

또한 pH는 시멘트의 영향에 의한 것으로 생각된다. 한편 충분한 시간을 갖고 예비배수를 실시하지 않았던 구간에서는 세정수 및 굴삭수의 영향이 뚜렷하게 나타났다.

 

예비배수 중 형광염료 농도와 주요 용존이온과의 관계는 직선관계가 많이 나타나 수질추정이 가능하다고 생각된다. 단, 보링공은 원래의 지하수에 대해 세정수와 굴삭수가 혼합된 3성분계이기 때문에 세정수를 충분히 배수한 후 추정할 필요가 있다.

 

                         [그림 3] 본 연구에서 채취한 데이터의 Piper Diagram에 의한 검토

또한 원래 지하수의 용존이온 농도를 교란시키는 성분이 굴삭수와 세정수만이 아니기 때문에 앞으로 혼합하는 각 요소의 성분에서 수질을 추정하는 방법을 검토할 필요가 있다.

 

δD, δ18O 및 트리튬은 충분한 예비배수를 수행한 구간(1), 구간(7)에서는 원래 수질에 가깝다고 생각되는 값을 얻을 수 있었다. 한편, 예비배수가 불충분한 구간에서는 세정수, 굴삭수의 혼합이라고 생각되는 위치이동이 나타났다.

 

탄소동위체는 편차가 있는 값을 나타내었다. 원인으로는 세정수, 굴삭수의 영향, 시멘트의 영향 및 분석의 전처리를 생각할 수 있다.

 

헬륨(He) 농도는 구간(1), (7), (12) 모두 원래의 용존 헬륨 농도에 가까운 값을 나타내었다. 방사성 염소 동위체는 시멘트 중의 염소농도 및 동위체비를 알 수 없기 때문에 영향의 유무를 판단할 수 없지만, 이번에 측정한 범위에서는 대부분 정확한 값을 나타내었다.

 

방해석(calcite), 백운석(dolomite), 마그네사이트(magnesite)에 관하여 포화지수를 검토하였다. 예비배수가 부족한 경우 세정수, 굴삭수의 영향을 받아 SI값이 변화되었다. 예비배수를 충분히 수행한 경우도 SI값은 변화되었다. 시멘트의 영향에 의한 pH의 변화가 영향을 준 것으로 생각된다.

 

본 보고서에서 검증한 pH, 주요 용존이온, 수소산소 동위체, 트리튬, 탄소동위체, 용존 헬륨, 방사성 염소동위체는 고준위 방사성 폐기물 등의 처분장 선정과 관련된 사전조사와 정밀조사 단계에서 지하수의 지질화학 특성평가에서 필수적인 파라미터이다.

 

이러한 파라미터는 가능한 한 원래 수질과 동일한 값이 되도록 노력할 필요가 있다. 때문에 굴삭 후에는 시멘팅(cementing)을 실시하기 전에 추적자 농도가 충분히 낮아질 때까지 예비배수를 실시하여 채수할 필요가 있다.

 

연암의 굴삭에서는 공벽의 붕괴를 막기 위해 채수 전에 공 내부에 시멘트를 사용하는 경우가 있다. 그 경우, pH값의 측정이 곤란한 경우가 있지만, 예비배수를 충분한 시간을 두고 수행함으로써 굴삭수, 세정수의 영향을 제거할 수 있기 때문에 어느 정도의 수질 파악은 가능하다고 생각한다.

 

단 pH는 수질평가에서 필수 파라미터이며, 가능한 한 정확한 값을 얻을 필요가 있다. 따라서 앞으로 시멘트의 영향을 제거하여 원래 지하수의 pH를 추정하는 방법 및 압축추출 시료의 정확한 pH를 실측 또는 추정하는 방법을 개발할 필요가 있다. 또한, 수지 등 시멘트를 대체할 재료에 관한 검토를 수행할 필요가 있다.